基于3D建模場景動態(tài)指紋的衛(wèi)星信號定位方法

1、1896192019872006基于 3D 建模場景動態(tài)指紋的衛(wèi)星信號定位方法姓名：劉瑩姓名：劉瑩學號：學號：0150349100840150349100841896192019872006主要內(nèi)容主要內(nèi)容1 1、背景介紹、背景介紹2 2、原理闡述、原理闡述3 3、仿真結(jié)果展示、仿真結(jié)果展示1896192019872006背景介紹背景介紹 射線跟蹤法是基于電磁理論、幾何光學理論和一致性射線跟蹤法是基于電磁理論、幾何光學理論和一致性繞射理論，通過模擬信號的傳播路徑來確定從發(fā)射機到接繞射理論，通過模擬信號的傳播路徑來確定從發(fā)射機到接收機之間的所收機之間的所有有路徑。信號在傳播過程中，遇到障礙物會路

2、徑。信號在傳播過程中，遇到障礙物會發(fā)生反射或繞射，根據(jù)鏡面反射原理和一致性繞射原理計發(fā)生反射或繞射，根據(jù)鏡面反射原理和一致性繞射原理計算出在反射點或者繞射點出信號場強或者多徑延遲等。最算出在反射點或者繞射點出信號場強或者多徑延遲等。最后將所有到達接收范圍的信號進行矢量相加。后將所有到達接收范圍的信號進行矢量相加。 3 3維射線跟蹤模型是一種被廣泛用于移動通信和個人通維射線跟蹤模型是一種被廣泛用于移動通信和個人通信環(huán)境中預測無線電波傳播特性的技術(shù)。射線跟蹤法具有信環(huán)境中預測無線電波傳播特性的技術(shù)。射線跟蹤法具有預測精度高、易于程序化等優(yōu)點。預測精度高、易于程序化等優(yōu)點。 因此，考慮將因此，考慮將

3、3D3D建模應用在衛(wèi)星信號定位中。建模應用在衛(wèi)星信號定位中。1896192019872006背景介紹背景介紹目前主要的定位方法包括三角定位、目前主要的定位方法包括三角定位、指紋定位和基于移動網(wǎng)絡(luò)的定位技術(shù)。指紋定位和基于移動網(wǎng)絡(luò)的定位技術(shù)。由于指紋定位相對高的定位精度，因由于指紋定位相對高的定位精度，因此在文章中選擇指紋算法來實現(xiàn)衛(wèi)星此在文章中選擇指紋算法來實現(xiàn)衛(wèi)星信號定位信號定位1896192019872006背景介紹背景介紹基于位置指紋的定位技術(shù)基于位置指紋的定位技術(shù)位置指紋定位位置指紋定位離線采樣階段離線采樣階段在線定位階段在線定位階段建立位置指紋數(shù)據(jù)庫，采建立位置指紋數(shù)據(jù)庫，采樣點，將

4、相應的信號強度、樣點，將相應的信號強度、時間延遲等相關(guān)信息記錄時間延遲等相關(guān)信息記錄在指紋數(shù)據(jù)庫中在指紋數(shù)據(jù)庫中通過匹配算法將測得的待通過匹配算法將測得的待測點的信號強度、時間延測點的信號強度、時間延遲等相關(guān)信息與數(shù)據(jù)庫匹遲等相關(guān)信息與數(shù)據(jù)庫匹配，從而估計出用戶位置配，從而估計出用戶位置由于指紋定位算法在前期采集數(shù)據(jù)的工作量大，并且有些位由于指紋定位算法在前期采集數(shù)據(jù)的工作量大，并且有些位置無法采集，因此采用置無法采集，因此采用3D3D建模的方法彌補這些缺點。建模的方法彌補這些缺點。1896192019872006原理闡述原理闡述實現(xiàn)流程圖實現(xiàn)流程圖某一點的特征向量某一點的特征向量實現(xiàn)位置估計

5、實現(xiàn)位置估計匹 配算法構(gòu)建構(gòu)建3D模型并設(shè)置模型并設(shè)置相關(guān)參數(shù)相關(guān)參數(shù)計算每個網(wǎng)格中心計算每個網(wǎng)格中心點的特征向量點的特征向量 構(gòu)建指紋庫構(gòu)建指紋庫1896192019872006原理闡述原理闡述1 1、構(gòu)建、構(gòu)建3D3D模型并設(shè)置相關(guān)參數(shù)模型并設(shè)置相關(guān)參數(shù)1896192019872006原理闡述原理闡述2 2、計算特征向量并構(gòu)建指紋庫、計算特征向量并構(gòu)建指紋庫 1896192019872006PDOA PDOA ？ The reference LOS path 1896192019872006原理闡述原理闡述3 3、匹配算法、匹配算法 1896192019872006仿真結(jié)果展示仿真結(jié)果展示

6、定位結(jié)果及誤差定位結(jié)果及誤差34567891011456789101112length(m)width(m)02040608010012014016018020000.050.10.150.20.25定位結(jié)果定位結(jié)果定位誤差定位誤差1896192019872006仿真結(jié)果展示仿真結(jié)果展示 在仿真過程中發(fā)現(xiàn)定位的準確度與網(wǎng)格劃分的密度存在一定在仿真過程中發(fā)現(xiàn)定位的準確度與網(wǎng)格劃分的密度存在一定關(guān)系，為了確定此關(guān)系選擇在不同網(wǎng)格密度下進行指紋匹配，最關(guān)系，為了確定此關(guān)系選擇在不同網(wǎng)格密度下進行指紋匹配，最后得出定位準確度隨著網(wǎng)格密度的增加而提高，并且定位誤差也后得出定位準確度隨著網(wǎng)格密度的增加而提高，并且定位誤差也隨著網(wǎng)格密度的增加而減小。隨著網(wǎng)格密度的增加而減小。A v e r a g e Positioning Error(cm)mean Accuracy RateTotal Computation Time in Matlab(s) 25 24.4484.16%84.16% 7.31 7.31 50 12.3512.35 85.28% 8